2016 Fiscal Year Research-status Report
不確かな環境下で動作する非決定性離散事象システムのスーパバイザ制御
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15K06140
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高井 重昌 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60243177)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 制御工学 / 離散事象システム / スーパバイザ制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不確かな環境下で動作する離散事象システムにおいては，その状態遷移に非決定性が生じ，そのような非決定性を考慮した制御が必要となる．本研究では，非決定性離散事象システムの双模倣制御，模倣制御について考察し，不確かな環境下で動作する離散事象システムに対するより実用的なスーパバイザ制御法を確立することを目的としている．
まず，複数のサブシステムから構成される非決定性離散事象システムに対して，制御されたシステムが制御仕様に模倣されることを要求する模倣制御問題に取り組んだ．このような複合システムを対象とする場合，全体システムに対して集中型のスーパバイザを構成するよりも，各サブシステム毎にローカルスーパバイザを構成する分散制御が望ましいと考えられる．そこで，各ローカルスーパバイザがサブシステムで生起する事象と現在の状態が観測可能であるという仮定のもとで，全体システムに対する最大許容スーパバイザが，分散スーパバイザとして構成できるための条件を明らかにした．分散制御においては，集中型と比べ，個々のローカルスーパバイザを構成するのが容易である，といった利点があり，得られた成果は実用上有用であるといえる．また，分散制御に関して，他のローカルスーパバイザの制御判断に依存した条件付き判断を用いることで，分散スーパバイザの性能の評価尺度である許容性を改善する手法を提案した．
さらに，不確かな環境下で動作する離散事象システムの制御系の信頼性を高めるための，診断機能に関する研究にも取り組んだ．そして，他のローカル診断器の判断に依存した条件付き判断を用いることができる分散型診断器の構成法，および，対象システムの抽象化モデルに基づく診断器の構成法を提案した．
これらの成果は，不確かな環境のもとで動作する離散事象システムの高信頼な制御系設計に関する基礎理論に貢献するものである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度においては，ラベル付き遷移システムとしてモデル化された離散事象システムの双模倣制御に関する研究成果が査読付き学術論文誌IEICE Transactions on Fundamentalsに掲載されるなど，おおむね順調に研究が進展していた．
平成28年度以降の研究計画では，複数のサブシステムから構成される非決定性離散事象システムに対して，模倣制御問題における最大許容スーパバイザが分散スーパバイザとして構成できるための条件を明らかにすることを研究課題の一つにあげていた．そこで，各ローカルスーパバイザがサブシステムで生起する事象と現在の状態が観測可能であるという仮定のもとではあるが，最大許容スーパバイザが分散スーパバイザとして構成できるための条件を導出した．この成果は査読付き学術論文誌IEICE Transactions on Fundamentalsに掲載されている．また，分散制御に関して，他のローカルスーパバイザの制御判断に依存した条件付き判断を用いることで，分散スーパバイザの許容性を改善する手法を提案した．この成果は査読付き学術論文誌電子情報通信学会論文誌分冊Aに掲載されている．
さらに，不確かな環境下で動作する離散事象システムの制御系の信頼性を高めるための診断機能に関して，他のローカル診断器の判断に依存した条件付き判断を用いることができる分散型診断器の構成法，および，対象システムの抽象化モデルに基づく診断器の構成法を提案した．これらの成果はそれぞれ，査読付き学術論文誌Discrete Event Dynamic Systems: Theory and Applications，Asian Journal of Controlに掲載されている．
よって，研究はおおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
制御されたシステムの動作が制御仕様に模倣されることのみを要求する非決定性離散事象システムの模倣制御問題においては，スーパバイザは制御仕様に模倣される範囲で，できるだけシステムの動作を許容することが要求される．そこで，対象システムの状態が観測可能という仮定を必要としない，最大許容スーパバイザの構成アルゴリズムの開発を行う．また，模倣制御問題においては，タスクの終了などを表現する目標状態への到達可能性を保証するノンブロッキング性が要求される場合がある．そこで，事象の生起に関する許容性だけでなく，ノンブロッキング性も考慮したスーパバイザの構成アルゴリズムの開発も行う．
また，システムで生起するすべての事象がスーパバイザによって完全に観測されるとは限らない．そこで，スーパバイザがその生起を観測できないような不可観測事象の存在を考慮した，非決定性離散事象システムの双模倣制御，模倣制御についての研究を行う．
不確かな環境下で動作する離散事象システムの制御系においては，システムの動作の不具合などを検出するための診断機能を備えることで，制御系の信頼性を高めることができる．そこで，関連研究として，離散事象システムの診断機能に関する研究も精力的に進める．
さらに，本研究でこれまでに得られた理論的成果に基づき，スーパバイザの存在性を判定するための検証ツール，スーパバイザの設計ツールの開発を目指す．
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| Causes of Carryover |
研究成果発表のための国内旅費では，成果発表を行った研究会が兵庫県神戸市で開催されたため，支出が当初想定していた金額よりも少額であった．また，研究成果発表のための外国旅費では，航空運賃が当初想定していた金額よりも安価であった．主にこれらの理由により，次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は，次年度の研究成果発表旅費の一部に充てる計画である．
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